Finishing the euchromatic sequence of the human genome

The sequence of the human genome encodes the genetic instructions for human physiology, as well as rich information about human evolution. In 2001, the International Human Genome Sequencing Consortium reported a draft sequence of the euchromatic portion of the human genome. Since then, the international collaboration has worked to convert this draft into a genome sequence with high accuracy and nearly complete coverage. Here, we report the result of this finishing process. The current genome sequence (Build 35) contains 2.85 billion nucleotides interrupted by only 341 gaps. It covers ∼99% of the euchromatic genome and is accurate to an error rate of ∼1 event per 100,000 bases. Many of the remaining euchromatic gaps are associated with segmental duplications and will require focused work with new methods. The near-complete sequence, the first for a vertebrate, greatly improves the precision of biological analyses of the human genome including studies of gene number, birth and death. Notably, the human enome seems to encode only 20,000-25,000 protein-coding genes. The genome sequence reported here should serve as a firm foundation for biomedical research in the decades ahead

une méthode d'écoconstruction de sols fertiles pour la ville : le programme Siterre

International audienc

Du déchet au Technosol fertile : l’approche circulaire du programme français de recherche SITERRE

Le programme national de recherche (SITERRE, 2011-16) financé par l'Agence française de l'environnement (ADEME) était dédié à la construction de sols avec des déchets urbains pour la végétalisation des villes, en alternative à la consommation de ressources naturelles (terre agricole et granulats de carrière). Les objectifs du programme étaient : (1) exprimer les propriétés optimales attendues des sols pour chaque type d’usage d’espaces végétalisés en termes de fertilité, de capacité de support et d'impacts environnementaux, (2) définir des indicateurs pertinents de la fertilité du sol et la qualité attendue pour les sols construits, (3) proposer des profils de conception de sols construits liés au type d’usages, (4) identifier et signaler les déchets susceptibles d'être adaptés à la construction du sol, (5) évaluer l'évolution des propriétés agronomiques du sol construit in situ, et (6) vérifier la sécurité des mélanges pour l'environnement et la santé des habitants. Les mélanges de déchets organiques et minéraux, conçus et testés pour construire des sols, sont efficaces pour développer des sols fertiles alternatifs avec des propriétés physico-chimiques appropriées pour la production de biomasse. Leur innocuité pour l'environnement et la santé humaine a été vérifiée. Le développement de l'horticulture urbaine passe par la sensibilisation des aménageurs aux spécifications optimales attendues pour les sols urbains et à la façon d'établir une gestion durable de ces sols. La construction de Technosols fertiles proposée par le programme SITERRE doit suivre un protocole précis et fait appel à des expertises. Les résultats du travail, publiés dans un livre (Damas et Coulon, 2016) devraient aider à développer un outil d’aide à la décision pour les gestionnaires de paysage urbain.The national research program (SITERRE, 2011-16) funded by the French Environmental Agency (ADEME) was dedicated to the construction of soils with urban wastes for city greening, as an alternative to the consumption of natural resources (agricultural earth and quarry stones). The objectives of the program were to : (1) express the expected properties of soils that could fulfil optimally the main green area land-uses in terms of fertility, bearing capacity and environmental impacts, (2) define relevant indicators of the soil fertility and the expected quality for constructed soils, (3) propose constructed soil design profiles linked with land-uses, (4) identify and report the wastes that may be suitable for soil construction,(5) evaluate soil agronomic properties evolution under in situ conditions, and (6) check the safety of the mixtures for the environment and the health of the inhabitants. The organic and mineral waste mixtures designed and tested to follow constructed soil during the SITERRE project, are efficient to develop alternative fertile soils with relevant physico-chemical properties ensuring root development. Their safety for the environment and human health has been verified. To develop urban horticulture, it is essential to educate all the city makers about optimal soil specifications expected for urban soils and how to establish sustainable soil management. The Technosols construction proposed by the SITERRE program must follow a precise protocol and call on expert appraisals to provide fertile soils.The results of the work, published in a book (Damas and Coulon, 2016) should now help to develop an efficient decision support system for urban landscape managers

Mechanical behaviour of silty clay loam/peat mixtures: cyclic compression-release tests and effects of initial water content

The mechanical properties of a silty clay loam (SCL), alone or amended with 20 or 40 % by volume of spaghnum peat, were studied at different values of water content. Cyclic uniaxial compression tests were applied using pressures of 30-500 kPa. The void ratios in the last 80 cycles are well represented by a simple function which assumes a limit value for an infinite number of cycles. The void ratio of moist or very moist silty clay loam compressed at 500 kPa is increased to about 55 and 115 % for 20 and 40 % peat contents, respectively. A comparison of the cyclic test with an oedometer (consolidometer) test yields similar results under unsaturated conditions. When the initial degree of saturation is greater than 0.5 and the initial void ratio is greater than 0.9, the compactibility is seen to increase for all the studied materials. A mixing model is used to study SCL and organic matter interaction under different water saturation conditions. (© Inra/Elsevier, Paris.)Comportement mécanique de mélanges limon argileux - tourbe blonde : essais sous chargements répétés et effets de la teneur en eau initiale. Le comportement mécanique d'un limon argileux, seul ou en mélange volumique avec 20 % ou 40 % de tourbe blonde est étudié pour différentes humidités initiales. Les matériaux sont soumis à 100 cycles de chargement-relâchement et des intensités de compression de 30 à 500 kPa. Une fonction simple permet de représenter correctement la variation d'indice de vide sur les 80 derniers cycles et de proposer une valeur de tassement pour un nombre de cycles infini. L'ajout de 20 % et 40 % de tourbe améliore l'indice de vide du limon compressé à 500 kPa de respectivement 55 % et 115 % pour les fortes humidités initiales. La comparaison du test à chargements répétés avec un test de compressibilité oedométrique donne des tassements similaires tant que les conditions sont non saturées. Pour tous les matériaux, la compression est importante pour un taux de saturation initial supérieur à 0,5 et un indice de vide initial supérieur à 0,9. L'utilisation d'un modèle de mélange permet de proposer des hypothèses d'interaction entre les composants en fonction de la teneur en eau initiale. (© Inra/Elsevier, Paris.

Du sol dépend la vie sur terre

International audienceDissimulés sous nos pieds, les sols constituent une pellicule d’à peine un mètre d’épaisseur à la surface des continents. Rapportée au rayon de la terre, cette couche semble même dérisoire. Pourtant ce compartiment, qu’on appelle la pédosphère, est une véritable interface protectrice et d’échange entre la lithosphère, l’atmosphère, l’hydrosphère et la biosphère[1]. En effet, la consistance organo-minérale singulière des sols, couplée à leur biodiversité exceptionnelle, leur confèrent un rôle fondamental pour les écosystèmes terrestres et pour l’Homme

Prediction of long-term sustainability of constructed urban soil: impact of high amounts of organic matter on soil physical properties and water transfer

International audienceSustainability of urban soils lies in their ability to facilitate water and air permeabilities. Exogenous organic matter has been shown to have a positive impact on these properties. Under urban conditions, a large one-time input of an organic amendment was made to the reconstituted soil. Two organic materials, green-waste compost (gw) or cocompost from sewage sludge and wood chips (sw), were mixed with sandy loam soil (40% v/v) and placed in 600-L containers. Containers received a 29-cm thick layer of sandy loam soil–organic matter mix over a 28-cm thick layer without organic amendment. Volumetric water content, dry bulk density, hydraulic conductivity at saturation and water retention were measured over 5 yrs in the soils and values for the mixes and a control compared. After this time, dry bulk density was greater (1.54 g/cm3) in control than in gw or sw soils (1.31 and 1.11 g/cm3, respectively), whereas hydraulic conductivity at saturation was smaller (4 × 10−7 m/s) than in gw (3.4 × 10−6) or sw (3.7 × 10−6 m/s). HYDRUS 1D water balance model indicated that below 27 cm depth in the control after 5 yrs, there was a high degree of anoxia, lasting >200 days per year, compared with <40 days in gw and sw. Amplification of the risk of anoxia below 27 cm depth after 10 yrs was 323, 151 and 100 days in the control, gw and sw, respectively. Organic matter amendment could support sustainable urban soils for ten years after soil reconstitution

Effect of organic amendment for the construction of favourable urban soils for tree growth

International audienceOrnamental tree planting and establishment in cities is a great challenge because urban soil physical properties are unfavourable to the development of root systems. Our objectives were to measure (i) the effects of organic matter on soil physical properties and tree development, and (ii) the effects of ensuing root development on soil physical properties. Using twenty-four 600-L planted or bare soil containers, we monitored physical properties such as dry bulk density, aggregate stability and near-saturated hydraulic conductivity of our reconstituted soils over a 5.5-year period. A 28-cm thick top layer of sandy loam amended with 40% (v/v) sphagnum peat or organic composts was laid on top of a 28-cm thick layer of sandy loam. Bare-root Ostrya carpinifolia trees were planted in half of the 24 containers, and we monitored shoot development and root biomass and distribution. After 5.5 years, trunk diameter had increased from 59 mm for the control soil to 66 mm for soil mixed with green waste compost, and 74 mm for soil mixed with co-compost of sewage sludge and wood chips. After 4.5 years, trunk diameter was strongly correlated with the total number of axes (r = 0.94) and fine root length density (r = 0.98), and was confirmed as a good indicator of tree development. Fine root development increased stable aggregate formation in all treatments as compared to bare soil. After 4.5 years after planting, the tree root system induced by a high organic matter input had significantly improved near-saturated hydraulic conductivity and was fit to support fertile urban soils

De la reconstitution à la construction de sols à partir de déchets

International audienceLes sols urbains présentent une grande variabilité spatiale et verticale et sont influencés plus ou moins intensément par les activités humaines. Ils ont des horizons de surface souvent massifs, fortement modifiés par l’Homme via des mélanges, de l’incorporation et/ou de l’exportation de matériaux technogéniques[1], souvent grossiers et potentiellement contaminés. Les sols urbains ont donc la particularité d’être généralement peu fertiles pour la croissance des végétaux : tassement, scellement des surfaces, volume restreint et confiné, faible surface d’échange sol-atmosphère, ruissellement, circulation de l’eau et de l’air réduite, fertilisation faible, pollution fréquente et potentiellement forte. Améliorer les propriétés des sols urbains est nécessaire si l’on veut y planter et cultiver du végétal, afin que ces sols puissent assurer leurs fonctions et rendre les services attendus

Contribution à la modélisation des processus d'agrégation et de transfert d'éléments nutritifs dans les Technosols construits à partir de déchets

La végétalisation d'espaces en zone urbaine nécessite l'utilisation de grandes quantités de ressource naturelle terreuse. Pour préserver cette ressource non renouvelable, le génie pédologique propose une stratégie de construction de Technosols fertiles à partir du recyclage de déchets et sous-produits. Les propriétés des Technosols sont alors fortement influencées par les matériaux technogéniques qui les constituent. La formulation de mélanges performants pour la croissance des végétaux urbains passe par une analyse scientifique préalable. La fertilité des mélanges et leur évolution au cours du temps peuvent être appréciées par l'étude du processus d'agrégation et du transfert d'éléments nutritifs lors des stades précoces de la pédogenèse. Le modèle expérimental de Technosol construit proposé dans la Thèse développe une méthodologie aboutissant à la sélection de 11 matériaux (ballasts, béton, boues de station d'épuration urbaine, briques, compost de boues et de déchets verts, déchets de balayage de rue, déchets de démolition, déchets verts, terres excavées de profondeur, sous produits papetiers) représentatifs des gisements de déchets recensés au niveau européen et compatibles avec la construction de sol fertile. Le potentiel fertile initial de chaque matériau pur et de certaines combinaisons de mélanges a été mesuré. Puis des expériences menées en conditions contrôlées ont permis d'évaluer l'effet de différents facteurs pédogénétiques (e.g. anthropique, climatique et biologique) sur les processus déterminant de la fertilité des Technosols construits. Les résultats indiquent (i) qu'il est possible de construire un Technosol fertile exclusivement à partir de deux ou trois déchets aux propriétés physico-chimiques complémentaires; (ii) que les propriétés des mélanges sélectionnés peuvent être modélisées à partir des propriétés initiales de leurs matériaux parents.(iii) que lors des premiers stades d'évolution pédogénétique des mélanges, des agrégats stables se forment en fonction de la nature et des propriétés des matériaux parents, (iv) que les transferts d'éléments nutritifs sont fortement dépendants de la nature des matières organiques et du procédé de mélange des particules entre elles. La libération d'éléments nutritifs (e.g. phosphore) serait liée à la taille et la quantité des agrégats formés et en corollaire à la mise en place d'une organisation porale. Les connaissances acquises sur le fonctionnement et l'évolution des Technosols construits à partir de déchets apportent des connaissances nouvelles pour le génie pédologique. La méthode de choix de déchets ainsi que le procédé de formulation de mélanges développés dans ces travaux permettent d'obtenir des mélanges voire des sols construits performants par rapport à des usages attendus. Les modèles d'évolution des mélanges permettent de prédire au cours du temps la fertilité physico-chimique des Technosols construits. Dans le cadre du programme SITERRE-ADEME (2010-2015), les résultats acquis constituent des bases incontournables dans le développement d'un outil d'aide à la décision pour les gestionnaires (e.g. collectivités, bureaux d'étude, entreprises) auquel doit être associée une expertise sur la construction de sol pour la production de biomasse végétaleGreening of urban spaces requires large amounts of arable soil which is a non-renewable resource. To preserve this resource, a strategy is proposed to build fertile Technosols from wastes and by-products by pedological engineering. The properties of Technosols are highly influenced by their constitutive technogenic materials. In order To create favourable mixtures of materials for urban plant growth a preliminary scientific analysis is required. The fertility of the mixtures and their evolution can be assessed by the study of the aggregation process and nutrients transfer during the first stage of pedogenesis. An experimental model of constructed Technosol is proposed in this work. From this model a methodology is developed for the selection of eleven constitutive materials (e.g. bricks, compost made of sludge and green waste, concrete, demolition rubble, excavated earth materials, green wastes, paper mill sludge, sewage sludge, street sweeping wastes, track ballast). Each of these materials is representative of wastes deposits listed European wide and they are suitable candidates for the construction of fertile soils. The fertility of each pure material and of selected mixtures has been determined. Thereafter, experiments under controlled conditions enabled to assess the impact of different pedogenesis factors (e.g. anthropogenic, climatic and biological) involved in the definition of the fertility of constructed Technosols. The results demonstrate (i) the feasibility of the formulation of fertile constructed Technosols exclusively with two or three wastes presenting contrasted physico-chemical properties; and (ii) that the properties of selected mixtures can be modelled using the initial properties of their constitutive parent materials ; (iii) that during the first stage of pedogenesis of the mixtures, depending on parent materials nature and properties, stable aggregates can be formed, (iv) that nutrients transfer are highly dependent on organic matter nature and the process of particles mixing. The delivery of nutrients (e.g. phosphorus) seems to be related to the amounts and size of the formed aggregates and, consequently, to the established porosity. The understanding of the functioning and evolution of Technosols constructed with waste materials provides new knowledge for the development of pedological engineering. The methodology of wastes selection and the mixing process developed in this work enables us to propose mixtures and constructed soils favourable to various uses. The evolution models of the mixtures developed in this work allow the prediction of the physico-chemical fertility of constructed Technosols. The results acquired during this thesis are the main basis of a decision support tool for green spaces operators developed in the framework of the research program SITERRE-ADEME (2010-2015). The use of this decision support tool for plant biomass production, has to be associated with an expertise in soil constructionNANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Study of physical and mechanical properties of sediment sugar beet washing earth for landscape planning

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